光変調器の基本原理

光変調器、光の強度の制御、電気光学、熱光学、音響光学の分類、すべての光学、電気光学効果の基本理論に使用されます。
光変調器は、高速短距離光通信において最も重要な集積光デバイスの 1 つです。光変調器は、その変調原理に従って、電気光学、熱光学、音響光学、全光学などに分類できます。それらは、さまざまな形式の電気光学効果、音響光学効果、磁気光学効果という基本理論に基づいています。 、フランツ・ケルディッシュ効果、量子井戸シュタルク効果、キャリア分散効果。

の電気光学変調器電圧または電場の変化を通じて出力光の屈折率、吸収率、振幅または位相を調整するデバイスです。他のタイプの変調器よりも損失、消費電力、速度、集積度の点で優れており、現在最も広く使用されている変調器でもあります。光変調器は光の送受信の過程において、光の強度を制御するために使用され、その役割は非常に重要です。

光変調の目的は、処理、送信、検出が容易になるように、「バックグラウンド信号の除去、ノイズの除去、および干渉の防止」など、目的の信号または送信される情報を変換することです。

変調タイプは、光波のどこに情報がロードされるかに応じて、次の 2 つの大きなカテゴリに分類できます。

1つは電気信号によって変調される光源の駆動電力です。もう 1 つは、放送を直接変調することです。

前者は主に光通信に使用され、後者は主に光センシングに使用されます。略して、内部変調と外部変調。

変調方式に応じて、変調タイプは次のようになります。

1) 強度変調;

2) 位相変調;

3) 偏光変調。

4) 周波数と波長の変調。

1.1、強度変調

光強度変調は、変調の対象となる光の強度であり、外部要因を使用して光信号の DC または遅い変化を光信号のより速い周波数変化に測定することで、AC 周波数選択アンプを使用して、増幅し、連続的に量を測定します。

1.2、位相変調

外部要因により光波の位相を変化させ、その位相変化を検出することで物理量を測定する原理を光位相変調といいます。

光波の位相は、光の伝播の物理的な長さ、伝播媒体の屈折率とその分布によって決まります。つまり、光波の位相の変化は、上記のパラメータを変更することによって生成できます。位相変調を実現します。

光検出器は一般に光波の位相変化を認識できないため、外部物理量の検出を実現するには、光の干渉技術を使用して位相変化を光強度の変化に変換する必要があります。光位相変調には 2 つの部分が含まれます。1 つは光波の位相変化を生成する物理的メカニズムです。 2つ目は光の干渉です。

1.3.偏波変調

光変調を実現する最も簡単な方法は、2 つの偏光子を相互に回転させることです。マルスの定理によれば、出力光の強度は I=I0cos2α となります。

ここで、 I0 は、主面が一致している場合に 2 つの偏光子を通過する光の強度を表します。アルファは、2 つの偏光子の主面間の角度を表します。

1.4 周波数と波長の変調

外部要因を利用して光の周波数や波長を変化させ、光の周波数や波長の変化を検出することで外部の物理量を測定する原理を光の周波数・波長変調といいます。